JP5474718B2 - Leakage current measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、IEC60601−1などの安全規格に基づいて被測定対象機器(電気機器)についての患者測定電流などの漏れ電流を測定する漏れ電流測定装置に関するものである。 The present invention relates to a leakage current measuring apparatus that measures a leakage current such as a patient measurement current for a device to be measured (electrical device) based on a safety standard such as IEC 60601-1.
この種の漏れ電流測定装置には、下記の非特許文献1の例えば第6ページに記載されているように、被測定対象機器に対して供給している商用交流電圧の極性を切り換える模擬回路が必要とされている。また、この模擬回路の一例としてIEC60601−1規格には、図3に示す模擬回路60が記載されている。この模擬回路60は、絶縁トランス41、極性切換スイッチ61および接断スイッチ62を含んで構成されている。絶縁トランス41は、商用交流電圧V1が入力される一対の交流入力端子2a,2bに一次巻線41aが接続されて、絶縁された商用交流電圧V1を二次巻線41bから出力する。極性切換スイッチ61は、一例として2極双投形のスイッチ(トグルスイッチやスライドスイッチなど)で構成されている。また、極性切換スイッチ61は、二次巻線41bの各端部と一対の交流出力端子3a,3bとをそれぞれ接続する供給電路24,25に各極が図3に示す接続状態で接続されている。接断スイッチ62は、単極単投形のスイッチで構成されている。また、接断スイッチ62は、供給電路24,25のうちの接地される側の供給電路25内に接続されて、この供給電路25を接・断(接続または切断)する。なお、図3におけるPEは、被測定対象機器50における保護接地を示し、FEは被測定対象機器50における機能接地を示しており、模擬回路60には、各PE,FEを個別に接地するための2つのスイッチ29,30が設けられている。
In this type of leakage current measuring device, a simulation circuit that switches the polarity of the commercial AC voltage supplied to the device under measurement is described, for example, on page 6 of Non-Patent Document 1 below. is necessary. As an example of the simulation circuit, a
したがって、この交流入力端子2a,2b、交流出力端子3a,3bおよび模擬回路60を備えた漏れ電流測定装置65では、模擬回路60の極性切換スイッチ61を操作することにより、被測定対象機器50に対して供給している商用交流電圧V1の極性を切り換えることができると共に、接断スイッチ62を操作することにより、接地側の供給電路25を接・断することが可能となっており、接地側の供給電路25を接続状態にして商用交流電圧V1の極性を切り換えたときの切り換え前後の各状態と、接地側の供給電路25を切断状態にして商用交流電圧V1の極性を切り換えたときの切り換え前後の各状態とにおいて、規格に従って接続された不図示の測定ネットワークに流れる電流を漏れ電流として測定可能となっている。
Therefore, in the leakage
ところが、上記の模擬回路60を備えた漏れ電流測定装置65には、以下の課題が存在している。すなわち、この模擬回路60では、極性切換スイッチ61を操作して、被測定対象機器50に対して供給している商用交流電圧V1の極性を切り換える都度、被測定対象機器50への商用交流電圧V1の供給が一時的に中断される。このため、被測定対象機器50がパソコンを含む構成の場合には、パソコンにおける処理中のデータの破壊を回避する必要がある。したがって、商用交流電圧V1の極性を切り換えようとするときには、まず、被測定対象機器50のパソコンをシャットダウンさせ、次いで、極性切換スイッチ61を操作して商用交流電圧V1の極性を切り換え、続いて、被測定対象機器50のパソコンを再起動する(立ち上げ直す)という操作が常に必要となる。このため、パソコンを含む被測定対象機器50についての漏れ電流の測定に長時間を要するという課題が存在している。
However, the following problems exist in the leakage
この課題を解決するため、本願発明者は、次のような漏れ電流測定装置(特願2010−133516)を既に開発して提案している。この漏れ電流測定装置は、入力される商用交流電圧の極性を切り換えて被測定対象機器に供給する極性切換回路を含む模擬回路と、被測定対象機器についての漏れ電流の経路を構成する測定ネットワークの両端間電圧を測定する電圧計とを備えた漏れ電流測定装置であって、極性切換回路は、一次巻線に商用の交流電圧が入力される絶縁トランスの二次巻線の両端部に接続されて、二次巻線から出力される商用交流電圧を入力して被測定対象機器に供給する一対の供給電路と、一対の供給電路のうちの任意の一方を選択的に接地する接地スイッチとを備えている。 In order to solve this problem, the present inventor has already developed and proposed the following leakage current measuring device (Japanese Patent Application No. 2010-133516). This leakage current measuring device includes a simulation circuit including a polarity switching circuit that switches the polarity of an input commercial AC voltage and supplies it to a device under measurement, and a measurement network that constitutes a leakage current path for the device under measurement. A leakage current measuring device having a voltmeter for measuring a voltage between both ends, wherein a polarity switching circuit is connected to both ends of a secondary winding of an insulating transformer in which a commercial AC voltage is input to the primary winding. A pair of supply electric circuits that supply the commercial AC voltage output from the secondary winding and supply it to the device to be measured, and a ground switch that selectively grounds one of the pair of supply electric circuits. I have.
この漏れ電流測定装置では、2極双投形のスイッチを使用して商用交流電圧の極性を切り換える従来の構成とは異なり、接地スイッチを操作することで、各交流出力端子に商用交流電圧を連続的に出力しつつ、この商用交流電圧の極性を切り換えることができる。このため、被測定対象機器がパソコンを含む構成であっても、パソコンをシャットダウンや再起動させることなく、被測定対象機器についての漏れ電流を測定することが可能となっている。 Unlike the conventional configuration in which the polarity of the commercial AC voltage is switched using a two-pole double-throw switch, this leakage current measuring device continuously operates the commercial AC voltage to each AC output terminal by operating the ground switch. The polarity of this commercial AC voltage can be switched while outputting the signal. For this reason, even if the device under measurement includes a personal computer, it is possible to measure the leakage current of the device under measurement without shutting down or restarting the personal computer.
また、この漏れ電流測定装置では、接地スイッチに対して直列に接続された電流制限抵抗と、電流制限抵抗に対して並列に接続されて電流制限抵抗を短絡可能に構成された短絡スイッチと、電流制限抵抗に流れる電流を検出する電流計とを備えているため、絶縁トランスを別途用意して、その一次巻線に商用交流電圧V1を供給し、二次巻線から出力される商用交流電圧V1を模擬回路60の一対の供給電路24,25に供給する構成において、電流計で検出される電流に基づいて絶縁トランスの接続(使用)の有無を判別することが可能となっている。
Further, in this leakage current measuring device, a current limiting resistor connected in series to the ground switch, a short-circuit switch connected in parallel to the current limiting resistor and configured to be able to short-circuit the current limiting resistor, Since it has an ammeter that detects the current flowing through the limiting resistor, an isolation transformer is separately prepared, the commercial AC voltage V1 is supplied to the primary winding, and the commercial AC voltage V1 output from the secondary winding In the configuration in which is supplied to the pair of
具体的には、絶縁トランスが接続されているときには、絶縁トランスの二次巻線側は接地に対してフローティング状態にある。このため、二次巻線側を接地したとしても、二次巻線と接地との間に流れる電流の電流値は極めて小さな電流値となる。これにより、この小さな電流値よりも若干大きな電流値をしきい値として規定して、電流計で検出された電流の電流値とこのしきい値とを比較することで、しきい値以下のときには、絶縁トランスが接続されていると判別することができる。したがって、この漏れ電流測定装置によれば、絶縁トランスが正常に接続されていると判別したときにのみ、短絡スイッチを作動させて一対の供給電路のうちの任意の一方を接地スイッチを介して接地することができるため、絶縁トランスを介さずに商用交流電圧を直接入力している状態において、一対の供給電路のうちの一方を接地スイッチを介して接地(短絡)される事態を回避することが可能となっている。 Specifically, when the insulating transformer is connected, the secondary winding side of the insulating transformer is in a floating state with respect to the ground. For this reason, even if the secondary winding side is grounded, the current value of the current flowing between the secondary winding and the ground is extremely small. As a result, a current value slightly larger than this small current value is defined as a threshold value, and the current value of the current detected by the ammeter is compared with this threshold value. Therefore, it can be determined that the insulation transformer is connected. Therefore, according to this leakage current measuring apparatus, only when it is determined that the insulation transformer is normally connected, the short-circuit switch is operated and any one of the pair of supply electric circuits is grounded via the ground switch. Therefore, it is possible to avoid a situation where one of the pair of power supply paths is grounded (short-circuited) via a ground switch in a state where a commercial AC voltage is directly input without passing through an insulating transformer. It is possible.
ところが、活電線と共に商用交流ラインを構成する中性線では、接地を基準として中性線に発生する電圧が数ボルトから十数ボルトというような低電圧である場合があり、この場合には、絶縁トランスを接続しない構成であっても、中性線側を電流制限抵抗を介して短絡したときにこの電流制限抵抗に流れる電流がしきい値以下となることがある。このため、上記の漏れ電流測定装置には、このような場合に、絶縁トランスを接続していると誤判別して、この判別結果に基づいて、被測定対象機器に対する商用交流電圧の極性を切り替えるべく、活電線を短絡したときに、商用交流ラインと接地との間に漏電ブレーカの作動電流(感度電流)以上の電流が流れて、その結果として商用交流ラインに配設されている漏電ブレーカが作動して、被測定対象機器に対する商用交流電圧の供給が中断(遮断)される虞があるという解決すべき課題が存在している。 However, in the neutral wire that constitutes the commercial AC line together with the live electric wire, the voltage generated in the neutral wire with respect to the ground may be as low as several volts to several tens of volts. Even when the insulation transformer is not connected, when the neutral wire side is short-circuited via the current limiting resistor, the current flowing through the current limiting resistor may be less than the threshold value. For this reason, in such a case, the above leakage current measuring apparatus misclassifies that an insulating transformer is connected, and based on this determination result, in order to switch the polarity of the commercial AC voltage with respect to the device under measurement, When a live wire is short-circuited, a current exceeding the operating current (sensitivity current) of the earth leakage breaker flows between the commercial AC line and ground, and as a result, the earth leakage breaker installed in the commercial AC line is activated. Thus, there is a problem to be solved that the supply of commercial AC voltage to the device to be measured may be interrupted (shut off).
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、絶縁トランスの接続を確実に判別して、被測定対象機器に対する商用交流電圧の供給を中断することなくこの商用交流電圧の極性を切り換え得る漏れ電流測定装置を提供することを主目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and can reliably determine the connection of the insulation transformer and switch the polarity of the commercial AC voltage without interrupting the supply of the commercial AC voltage to the device under measurement. The main object is to provide a leakage current measuring device.
上記目的を達成すべく請求項1記載の漏れ電流測定装置は、入力される商用交流電圧の極性を切り換えて被測定対象機器に供給する極性切換回路を含む模擬回路と、前記被測定対象機器についての漏れ電流の経路を構成する測定ネットワークの両端間電圧を測定する電圧計と、処理部とを備え、前記極性切換回路は、前記商用交流電圧が一次巻線に入力される絶縁トランスの二次巻線の両端部に接続されて、当該二次巻線から出力される絶縁された前記商用交流電圧を入力して前記被測定対象機器に供給する一対の供給電路と、電流制限抵抗と、当該電流制限抵抗に対して直列に接続されて前記一対の供給電路のうちの任意の一方を当該電流制限抵抗を介して選択的に接地する接地スイッチと、前記電流制限抵抗に対して並列に接続されて当該電流制限抵抗を短絡可能に構成された短絡スイッチと、前記接地スイッチに流れる電流を検出する電流計とを備えて構成され、前記処理部は、前記短絡スイッチが切断状態のときに前記接地スイッチに対する制御を実行することにより、前記一対の供給電路を片方ずつ前記電流制限抵抗を介して接地すると共に接地したときの前記電流の電流値を前記電流計で測定し、当該測定したいずれの電流値についても予め規定されたしきい値以下のときに、前記絶縁トランスが前記極性切換回路に接続されていると判別し、当該測定した電流値の少なくとも一方が前記しきい値を超えているときに、前記絶縁トランスが前記極性切換回路に接続されていないと判別するトランス接続検出処理を実行する。 In order to achieve the above object, the leakage current measuring apparatus according to claim 1 is a circuit that includes a polarity switching circuit that switches the polarity of an input commercial AC voltage and supplies the commercial AC voltage to the device under measurement, and the device under measurement. A voltmeter for measuring the voltage across the measurement network constituting the leakage current path and a processing unit, and the polarity switching circuit includes a secondary of an isolation transformer in which the commercial AC voltage is input to a primary winding. A pair of power supply lines connected to both ends of the winding, and supplied to the device under measurement by inputting the insulated commercial AC voltage output from the secondary winding; a current limiting resistor; A grounding switch that is connected in series with the current limiting resistor and selectively grounds any one of the pair of power supply paths via the current limiting resistor, and is connected in parallel with the current limiting resistor. Tote A short-circuit switch configured to be capable of short-circuiting a current limiting resistor; and an ammeter that detects a current flowing through the ground switch; and the processing unit is connected to the ground switch when the short-circuit switch is in a disconnected state. By executing the control, the pair of supply electric circuits are grounded one by one through the current limiting resistor and the current value of the current when grounded is measured by the ammeter, and any of the measured current values is measured Is determined to be connected to the polarity switching circuit when the threshold value is equal to or less than a predetermined threshold value, and when at least one of the measured current values exceeds the threshold value, Transformer connection detection processing is performed to determine that the insulating transformer is not connected to the polarity switching circuit.
また、請求項2記載の漏れ電流測定装置は、請求項1記載の漏れ電流測定装置において、前記処理部は、前記トランス接続検出処理において前記絶縁トランスが接続されていないと判別したときに、その旨を出力部に出力する。
The leakage current measuring device according to
請求項1記載の漏れ電流測定装置では、漏れ電流の測定処理の実行に先立ち、処理部が、接地スイッチに対する制御を実行することにより、一対の供給電路を片方ずつ電流制限抵抗を介して接地すると共に接地したときの電流制限抵抗に流れる電流の各電流値を電流計で測定し、測定したいずれの電流値についても予め規定されたしきい値以下のときに、絶縁トランスが極性切換回路に接続されていると判別し、測定した電流値の少なくとも一方がしきい値を超えているときに、絶縁トランスが極性切換回路に接続されていないと判別するトランス接続検出処理を実行する。 In the leakage current measuring apparatus according to claim 1, prior to execution of the leakage current measurement process, the processing unit performs control on the ground switch, thereby grounding the pair of supply circuits one by one through the current limiting resistor. Measure each current value of the current that flows through the current limiting resistor when grounded together with an ammeter, and connect the insulation transformer to the polarity switching circuit when any measured current value is less than a predetermined threshold value. When at least one of the measured current values exceeds the threshold value, a transformer connection detection process is performed to determine that the insulating transformer is not connected to the polarity switching circuit.
したがって、この漏れ電流測定装置によれば、トランス接続検出処理により、絶縁トランスが極性切換回路に接続されているか否かを確実に判別することができるため、被測定対象機器に対する商用交流電圧の極性を切り替えつつ行う漏れ電流の測定処理を、漏電ブレーカによる商用交流ラインの遮断(商用交流電圧の供給の中断)を確実に回避して実行することができる。 Therefore, according to this leakage current measuring apparatus, it is possible to reliably determine whether or not the insulating transformer is connected to the polarity switching circuit by the transformer connection detection process. The leakage current measurement process performed while switching the power supply can be executed while reliably avoiding the interruption of the commercial AC line by the earth leakage breaker (interruption of the supply of the commercial AC voltage).
また、請求項2記載の漏れ電流測定装置によれば、処理部が、トランス接続検出処理において絶縁トランスが極性切換回路に接続されていないと判別したときに、出力部にその旨を出力することにより、作業者は、絶縁トランスが接続されていない状態であることを確実かつ容易に把握することができる。
According to the leakage current measuring apparatus of
以下、漏れ電流測定装置1の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the leakage current measuring apparatus 1 will be described with reference to the accompanying drawings.
最初に、漏れ電流測定装置1の構成について、図面を参照して説明する。 First, the configuration of the leakage current measuring apparatus 1 will be described with reference to the drawings.
図1に示す漏れ電流測定装置1は、絶縁トランス接続用のインレット2、アウトレット3、模擬回路4、測定ネットワーク5、電圧計6、テスト端子7a,7b、テストリード8a,8b、処理部9、操作部10および出力部11を備え、一例としてIEC60601−1に規定されている漏れ電流としての患者測定電流I1を被測定対象機器50について測定可能に構成されている。
1 includes an
インレット2には、図1に示すように、一対の交流入力端子2a,2bおよび接地端子2cが設けられている。一対の交流入力端子2a,2bには、別途用意される絶縁トランス41(外部絶縁トランス)における二次巻線41bの各端部が接続される。この絶縁トランス41は、一次巻線41a、および一次巻線41aに対して電気的に絶縁された状態で形成された二次巻線41b(互いに同じ巻数に規定されている)を備え、一次巻線41aに入力される商用交流電圧V1を、一次側に対して電気的に絶縁された商用交流電圧V1に変換して二次巻線41bから出力する。また、一対の交流入力端子2a,2bには、後述する一対の供給電路(電源線)24,25が接続されている。接地端子2cは、漏れ電流測定装置1において基準電位となる内部接地G1に接続されている。アウトレット3には、一対の交流出力端子3a,3bおよび接地端子3cが設けられている。
As shown in FIG. 1, the
模擬回路4は、図1に示すように、接地スイッチ21、2つの接断スイッチ22,23、一対の供給電路24,25、電流制限抵抗26、電流制限抵抗26に並列に接続された短絡スイッチ27、電流計28および2つの接断スイッチ29,30を含んで構成されている。接地スイッチ21は、単極双投形のスイッチ(本例では一例として、単極双投形のリレー)で構成されて、電流制限抵抗26および電流計28と直列に接続された状態で、供給電路24,25と内部接地G1との間に配設されている。また、接地スイッチ21は、供給電路24,25のうちの任意の一方(交流入力端子2a,2bを介して供給電路24,25に接続される二次巻線41bの2つの端部のうちの任意の一方でもある)を選択的に、電流制限抵抗26および短絡スイッチ27の並列回路と電流計28とを介して内部接地G1に接続可能に構成されている。
As shown in FIG. 1, the simulation circuit 4 includes a
電流制限抵抗26は、短絡スイッチ27が切断状態(短絡スイッチ27によって短絡されていない状態)で、かつ一対の供給電路24,25に絶縁トランス41を介さずに、商用電源ライン(中性線および活電線)が直接接続されている状態において、この活電線を接地スイッチ21を介して内部接地G1に接続したときに、自身(電流制限抵抗26)に流れる電流が商用電源ラインに配設されている漏電ブレーカの作動電流(例えば、12mA程度)を下回るように抵抗値が予め設定されている(例えば、自身に流れる電流が10mA程度となるように抵抗値が設定されている)。
The current limiting
短絡スイッチ27は、単極単投形のスイッチ(本例では一例として、単極単投形のリレー)で構成されると共に、電流制限抵抗26に対して並列に接続されている。この構成により、短絡スイッチ27は、接続状態(オン状態)のときに電流制限抵抗26を短絡する。電流計28は、電流制限抵抗26および短絡スイッチ27の並列回路、並びに接地スイッチ21に対して直列に接続されることにより、接地スイッチ21に流れる電流(電流制限抵抗26または短絡スイッチ27に流れる電流)I3の電流値を測定する。また、電流計28は、測定した電流I3の電流値を示す電流データDiを処理部9に出力する。
The short-
交流入力端子2a,2bに接続された絶縁トランス41の二次巻線41bは、接地スイッチ21、電流制限抵抗26、短絡スイッチ27および電流計28の無い状態ではフローティング状態にある。このため、短絡スイッチ27によって電流制限抵抗26が短絡されている状態において、接地スイッチ21によって供給電路24,25のうちのいずれか一方が内部接地G1に接続されて初めて、二次巻線41bに発生する交流電圧の極性が規定される。つまり、供給電路24,25のうちの接地スイッチ21を介して内部接地G1に接続された供給電路が、中性線となり、他方の供給電路が活電線となる極性に規定される。したがって、交流入力端子2a,2bに入力される商用交流電圧V1の極性を切り換えてアウトレット3に供給(出力)する極性切換回路31が、供給電路24,25、接地スイッチ21、電流計28、電流制限抵抗26および短絡スイッチ27によって構成されている。
The secondary winding 41b of the
接断スイッチ22は、一例として単極単投形のスイッチ(本例では一例として、単極単投形のリレー)で構成されて、供給電路24(交流入力端子2aと交流出力端子3aとを接続する電路)内に接続されている。これにより、接断スイッチ22は、供給電路24を接・断(接続または切断)可能、つまり、交流入力端子2aと交流出力端子3a(一方の交流出力端子)との間を接・断可能となっている。接断スイッチ23は、接断スイッチ22と同様にして単極単投形のスイッチ(本例では一例として、単極単投形のリレー)で構成されて、供給電路25(交流入力端子2bと交流出力端子3bとを接続する電路)内に接続されている。これにより、接断スイッチ23は、供給電路25を接・断(接続または切断)可能、つまり、交流入力端子2bと交流出力端子3b(他方の交流出力端子)との間を接・断可能となっている。
The connection / disconnection switch 22 is configured by a single-pole single-throw switch (in this example, a single-pole single-throw relay) as an example, and the supply circuit 24 (the
また、模擬回路4には、被測定対象機器50における保護接地PEと内部接地G1、被測定対象機器50における機能接地FEと内部接地G1とを個別に接地するための2つの接断スイッチ29,30が設けられている。なお、接断スイッチ29は、アウトレット3の接地端子3cを経由して保護接地PEと接続される。各接断スイッチ29,30は、一例として単極単投形のスイッチ(本例では一例として、単極単投形のリレー)で構成されている。
Further, the simulation circuit 4 includes two
測定ネットワーク5は、既知の抵抗網で構成されている。また、測定ネットワーク5は、図1に示すように、テスト端子7a,7b間に接続されている。また、テスト端子7aにはテストリード8aが、またテスト端子7bにはテストリード8bがそれぞれ接続されている。これにより、患者測定電流I1が、各テストリード8a,8bを介して測定ネットワーク5に流れ得るように構成されている。電圧計6は、患者測定電流I1が流れることによって測定ネットワーク5における所定の部位間(例えば測定ネットワーク5の両端間)に発生する電圧の電圧値を測定する。また、電圧計6は、測定した電圧の電圧値を示す電圧データDvを処理部9に出力する。上記したように、測定ネットワーク5は既知の抵抗網で構成されているため、電圧計6によって電圧が測定される部位間の抵抗値も既知である。このため、この既知の抵抗値と電圧計6で測定された電圧の電圧値とに基づいて、患者測定電流I1の測定が可能となっている。
The
処理部9は、CPU9aおよびメモリ9bを備えて構成されて、操作部10から出力される切換指示に基づく接地スイッチ21、接断スイッチ22,23、短絡スイッチ27および接断スイッチ29,30に対する制御処理、電流データDiに基づいて絶縁トランス41の接続の有無を検出するトランス接続検出処理、電圧データDvに基づく患者測定電流I1の測定処理(漏れ電流測定処理)、および出力処理を実行する。また、処理部9は、トランス接続検出処理において、接地スイッチ21に対する制御を実行して、供給電路24,25を片方ずつ電流計28に接続する制御処理を実行する。また、処理部9のメモリ9bには、トランス接続検出処理において使用されるしきい値(電流I3の後述する各電流値I3a,I3bに対するしきい値)Ithが予め規定されて記憶されている。
The
操作部10は、一例として、模擬回路4内の接地スイッチ21、接断スイッチ22,23、短絡スイッチ27および接断スイッチ29,30に対応した操作スイッチを備え、操作された操作スイッチに対応する模擬回路4内の各スイッチ21,22,23,27,29,30に対して、その操作内容に応じた切換指示を生成して、処理部9に出力する。出力部11は、一例としてLCD(Liquid Crystal Display)などの表示装置で構成されて、処理部9によるトランス接続検出処理の結果や、測定処理の結果を表示する。なお、LCDに代えて、LED(Light Emitting Diode)などで出力部11を構成することもできる。
For example, the
次に、漏れ電流測定装置1を用いて、被測定対象機器50についての患者測定電流I1を測定する手順について、漏れ電流測定装置1の測定動作と共に説明する。
Next, the procedure for measuring the patient measurement current I1 for the device under
測定の前段階として、絶縁トランス41を用意して、その二次巻線41bを各交流入力端子2a,2b間に接続する。また、漏れ電流測定装置1のアウトレット3に被測定対象機器50の電源ケーブルPWを接続し、かつ漏れ電流測定装置1のテストリード8aを被測定対象機器50の一の装着部51に接続すると共に、テストリード8bを被測定対象機器50の他の装着部52に接続する。また、インレット2の接地端子2cを外部接地Gに接続する。
As a pre-measurement step, an insulating
この状態において、まず、漏れ電流測定装置1に対する初期設定として、操作部10における接地スイッチ21等に対応する操作スイッチを操作して、処理部9に対して接地スイッチ21等に対する制御処理を実行させることにより、接地スイッチ21を供給電路25側に切り換え、かつ各接断スイッチ22,23を接続状態(オン状態)に移行させ、かつ短絡スイッチ27を切断状態(オフ状態)に移行させる。
In this state, first, as an initial setting for the leakage current measuring apparatus 1, an operation switch corresponding to the
次いで、絶縁トランス41の一次巻線41aに商用交流電圧V1を入力する。これにより、絶縁トランス41の二次巻線41bには絶縁された商用交流電圧V1が発生し、この発生した商用交流電圧V1がインレット2の各交流入力端子2a,2b間に印加される。また、上記したように、各接断スイッチ22,23が接続状態となっているため、この商用交流電圧V1は、各供給電路24,25、アウトレット3の各交流出力端子3a,3bおよび電源ケーブルPWを経由して被測定対象機器50に供給される。この際に、上記したように、接地スイッチ21によって供給電路25が選択されているため、供給電路25は、電流制限抵抗26および電流計28を介して内部接地G1に接続された状態となっている。
Next, the commercial AC voltage V <b> 1 is input to the primary winding 41 a of the insulating
この状態において、処理部9は、トランス接続検出処理を実行する。このトランス接続検出処理では、処理部9は、まず、このように短絡スイッチ27が切断状態のときに接地スイッチ21に対する制御を実行することにより、一対の供給電路24,25を片方ずつ電流制限抵抗26を介して接地すると共に接地したときの電流I3の電流値I3a,I3bを電流計28で測定する。
In this state, the
具体的には、上記したように、接地スイッチ21によって供給電路25が選択されているため、供給電路25が、電流制限抵抗26および電流計28を介して内部接地G1に接続された状態となっている。したがって、処理部9では、まず、CPU9aが、電流計28から出力される電流データDiに基づいて、供給電路25から電流制限抵抗26を介して内部接地G1に流れる電流I3の電流値I3aを測定(算出)し、測定した電流値I3aを供給電路25に対応させてメモリ9bに記憶させる。次いで、CPU9aは、接地スイッチ21に対する制御処理を実行し、接地スイッチ21を供給電路24側に切り換える。続いて、CPU9aは、電流計28から出力される電流データDiに基づいて、供給電路24から電流制限抵抗26を介して内部接地G1に流れる電流I3の電流値I3bを測定(算出)し、測定した電流値I3bを供給電路24に対応させてメモリ9bに記憶させる。
Specifically, as described above, since the
次いで、CPU9aは、測定した電流I3の各電流値I3a,I3bと予め規定されたしきい値Ithとを比較することにより、インレット2の各交流入力端子2a,2bに絶縁トランス41が接続されているか否か、つまり、この交流入力端子2a,2bに接続されている極性切換回路31に絶縁トランス41が接続されているか否かを判別する。
Next, the
この場合、絶縁トランス41が使用されて、フローティング状態にある絶縁トランス41の二次巻線41bから極性切換回路31の供給電路24,25に商用交流電圧V1が供給されているときには、電流制限抵抗26を介して流れる電流I3の電流値は、接地スイッチ21によって供給電路24,25のいずれが接続されている場合においても極めて小さい値(例えば、数十μA)となる。したがって、予め実験などを行うことにより、このときの電流I3の電流値を求め、この電流値よりも若干大きな電流値をしきい値Ith(例えば、1mA)としておくことにより、絶縁トランス41の使用時に電流制限抵抗26を介して流れる電流I3の電流値I3a,I3bは常にしきい値Ith以下となる。
In this case, when the
一方、絶縁トランス41が使用されておらず、供給電路24,25に商用交流電圧V1が商用電源ラインから直接供給されているときには、供給電路24,25のうちの商用電源ラインを構成する中性線が接続されている供給電路に関しては、中性線に発生している電位が低い場合に、電流I3の電流値(電流値I3a,I3bの一方)がしきい値Ith以下となることもあり得る。一方、供給電路24,25のうちの商用電源ラインを構成する活電線が接続されている供給電路に関しては、活電線の電圧(AC100Vなどの高電圧)が電流制限抵抗26に印加されると共に、電流制限抵抗26の抵抗値が上記したような抵抗値に予め規定されているため、10mA程度の電流値の電流I3が電流制限抵抗26に流れる。つまり、絶縁トランス41の未使用時には、電流制限抵抗26を介して流れる電流I3の電流値I3a,I3bの少なくとも一方は常にしきい値Ithを超えることとなる。
On the other hand, when the
したがって、CPU9aは、メモリ9bに記憶されているしきい値Ithと各供給電路24,25に対応する電流I3の電流値I3a,I3bとを比較し、測定したいずれの電流値I3a,I3bについてもしきい値Ith以下のときに、絶縁トランス41が極性切換回路31に接続されている(絶縁トランス41が使用されている)と判別し、測定した電流値I3a,I3bのいずれか(電流値I3a,I3bのうちの少なくとも一方)がしきい値Ithを超えているときに、絶縁トランス41が極性切換回路31に接続されていない(絶縁トランス41が使用されていない)と判別する。
Therefore, the
続いて、CPU9aは、この判別の結果、絶縁トランス41が接続されていないと判別したときには、その旨を出力部11に出力する。本例では、出力部11は表示装置で構成されているため、その画面上にその旨(例えば、「絶縁トランス未接続」の文字)が表示される。この場合、CPU9aは、トランス接続検出処理を完了させると共に、漏れ電流測定装置1の動作を一時停止させる。これにより、作業者は、絶縁トランス41が接続されていない状態であることを把握できるため、漏れ電流測定装置1への商用交流電圧V1の供給を停止して、絶縁トランス41の接続作業を実施することが可能となる。
Subsequently, when the
一方、CPU9aは、この判別の結果、絶縁トランス41が接続されていると判別したときには、その旨を出力部11に出力し、トランス接続検出処理を完了させる。本例では、表示装置で構成された出力部11にその旨(例えば、「絶縁トランス接続済」の文字)が表示される。これにより、作業者は、絶縁トランス41が正常に接続されている状態であることを把握できるため、患者測定電流I1の測定処理を実施可能であることを認識することができる。
On the other hand, when the
この患者測定電流I1の測定処理では、まず、作業者は、操作部10の各操作スイッチを操作することにより、操作部10から処理部9に対して、接地スイッチ21を供給電路25側に切り換え、かつ短絡スイッチ27を接続状態に移行させる切換指示を出力させる。これにより、処理部9(具体的には、CPU9a)がこの切換指示を入力して、接地スイッチ21を供給電路25側に切り換えると共に短絡スイッチ27を接続状態に移行させるため、商用交流電圧V1は、供給電路25側が接地電位に規定された状態で被測定対象機器50に供給される。
In the measurement processing of the patient measurement current I1, first, the operator operates the operation switches of the
この状態において、電圧計6は、測定ネットワーク5の所定の部位間に発生している電圧を測定して、測定した電圧を示す電圧データDvを処理部9に出力する。処理部9では、CPU9aが、入力した電圧データDvで示される電圧(測定ネットワーク5の所定の部位間に発生している電圧)と測定ネットワーク5における所定の部位間の抵抗値とに基づいて、被測定対象機器50の各装着部51,52間に流れる患者測定電流I1を算出(測定)して、出力部11に出力する(本例では、患者測定電流I1を表示装置に表示させる)。これにより、供給電路25側を接地電位に規定した極性で商用交流電圧V1を被測定対象機器50に供給した状態での患者測定電流I1の測定が完了する。
In this state, the voltmeter 6 measures a voltage generated between predetermined parts of the
次いで、作業者は、操作部10の各操作スイッチを操作することにより、操作部10から処理部9に対して、接地スイッチ21を供給電路24側に切り換える切換指示を出力させる。これにより、処理部9がこの切換指示を入力して、接地スイッチ21を供給電路24側に切り換える。絶縁トランス41の二次巻線41b側は、接地スイッチ21によって内部接地G1に接続されていない状態では、内部接地G1に対してフローティング状態となっている。このため、接地スイッチ21によって供給電路24が内部接地G1に接続されることにより、供給電路25に代えて供給電路24が接地電位に規定されるため、交流出力端子3a,3b間に供給(出力)される商用交流電圧V1の極性が反転した状態となる(極性が切り換えられる)。この商用交流電圧V1の極性の切り換えに際して、この漏れ電流測定装置1では、供給電路24,25のいずれも切断状態にならないため、商用交流電圧V1は連続して供給され続ける(商用交流電圧V1の供給は中断されない)。
Next, the operator operates each operation switch of the
この状態において、CPU9aは、電圧計6から出力されている電圧データDvで示される電圧(測定ネットワーク5の所定の部位間に発生している電圧)と測定ネットワーク5における所定の部位間の抵抗値とに基づいて、被測定対象機器50の各装着部51,52間に流れる患者測定電流I1を算出(測定)して、出力部11に出力する(本例では、患者測定電流I1を表示装置に表示させる)。これにより、供給電路24側を接地電位に規定した極性で商用交流電圧V1を被測定対象機器50に供給した状態での患者測定電流I1の測定が完了する。
In this state, the
また、この漏れ電流測定装置1では、各供給電路24,25のうちの接地電位に規定されている一方が切断状態となったときの患者測定電流I1についても測定する必要がある。以下、この条件において、患者測定電流I1を測定する手順について説明する。上記した患者測定電流I1の測定に続いて測定を実行するため、供給電路24側が最初に接地電位に規定されているものとする。
Moreover, in this leakage current measuring apparatus 1, it is necessary to measure also the patient measurement current I1 when one of the supply
この状態において、まず、作業者は、操作部10における接断スイッチ22に対応する操作スイッチを操作することにより、操作部10から処理部9に対して、接断スイッチ22を切断状態に移行させる切換指示を出力させる。これにより、CPU9aが接断スイッチ22を制御して、切断状態に移行させることで、供給電路24が切断状態に移行させられる。
In this state, first, the operator operates the operation switch corresponding to the connection / disconnection switch 22 in the
次いで、CPU9aは、電圧計6から出力されている電圧データDvで示される電圧と測定ネットワーク5における所定の部位間の抵抗値とに基づいて、被測定対象機器50の各装着部51,52間に流れる患者測定電流I1を算出(測定)して、出力部11に出力する(本例では、患者測定電流I1を表示装置に表示させる)。これにより、供給電路24側を接地電位に規定し、かつ供給電路24を切断状態にしたときの患者測定電流I1の測定が完了する。
Next, the
続いて、供給電路25側を接地電位に規定し、かつ供給電路25を切断状態にしたときの患者測定電流I1の測定を実行する。この測定では、まず、作業者は、操作部10における接地スイッチ21および接断スイッチ22,23に対応する各操作スイッチを操作することにより、操作部10から処理部9に対して、接地スイッチ21を供給電路25側に切り換え、かつ接断スイッチ22を接続状態に移行させ、かつ接断スイッチ23を切断状態に移行させる切換指示を出力させる。これにより、CPU9aが、接地スイッチ21を制御して供給電路25を電流計28に接続し、また接断スイッチ22を制御して接続状態に移行させることで、供給電路24が接続状態に移行させられ、また接断スイッチ23を制御して切断状態に移行させることで、供給電路25が切断状態に移行させられる。
Subsequently, the patient measurement current I1 is measured when the supply
次いで、CPU9aは、電圧計6から出力されている電圧データDvで示される電圧と測定ネットワーク5における所定の部位間の抵抗値とに基づいて、被測定対象機器50の各装着部51,52間に流れる患者測定電流I1を算出(測定)して、出力部11に出力する(本例では、患者測定電流I1を表示装置に表示させる)。これにより、供給電路25側を接地電位に規定し、かつ供給電路25を切断状態にしたときの患者測定電流I1の測定が完了する。
Next, the
このように、この漏れ電流測定装置1では、漏れ電流(患者測定電流I1)の測定処理の実行に先立ち、処理部9が、接地スイッチ21に対する制御を実行することにより、一対の供給電路24,25を片方ずつ電流制限抵抗26を介して接地(内部接地G1に接続)すると共に接地したときの電流制限抵抗26に流れる電流I3の電流値I3a,I3bを電流計28で測定し、測定したいずれの電流値I3a,I3bについても予め規定されたしきい値Ith以下のときに、絶縁トランス41が極性切換回路31の供給電路24,25に接続されていると判別し、測定した電流値I3a,I3bの少なくとも一方がしきい値Ithを超えているときに、絶縁トランス41が極性切換回路31の供給電路24,25に接続されていないと判別するトランス接続検出処理を実行する。
As described above, in the leakage current measuring apparatus 1, the
したがって、この漏れ電流測定装置1によれば、トランス接続検出処理により、絶縁トランス41が極性切換回路31に接続されているか否かを確実に判別することができるため、被測定対象機器50に対する商用交流電圧V1の極性を切り替えつつ行う漏れ電流(患者測定電流I1)の測定処理を、漏電ブレーカによる商用交流ラインの遮断(商用交流電圧V1の供給の中断)を確実に回避して実行することができる。
Therefore, according to this leakage current measuring apparatus 1, it is possible to reliably determine whether or not the insulating
また、この漏れ電流測定装置1によれば、処理部9が、トランス接続検出処理において絶縁トランス41が極性切換回路31に接続されていないと判別したときに、出力部11にその旨を出力することにより、作業者は、絶縁トランス41が接続されていない状態であることを確実かつ容易に把握することができる。
Further, according to the leakage current measuring apparatus 1, when the
なお、上記の漏れ電流測定装置1では、接地スイッチ21、電流制限抵抗26、短絡スイッチ27および電流計28を1つずつ使用する構成を採用しているが、図2に示す漏れ電流測定装置1Aのように、電流制限抵抗26aおよび短絡スイッチ27aの並列回路、接地スイッチ21aおよび電流計28aを直列に接続して、供給電路24と内部接地G1との間に接続し、かつ電流制限抵抗26bおよび短絡スイッチ27bの並列回路、接地スイッチ21bおよび電流計28bを直列に接続して、供給電路24と内部接地G1との間に接続する構成を採用することもできる。
The above leakage current measuring apparatus 1 employs a configuration in which the
この漏れ電流測定装置1Aでは、接地スイッチ21a,21bとして、単極単投形のスイッチ(リレー)を使用し、この2つの接地スイッチ21a,21bと、2つのび短絡スイッチ27a,27bとが制御されることで、二次巻線41bの各端部(供給電路24,25)を選択的に内部接地G1に接続する(接地する)。また、極性切換回路31Aは、供給電路24,25、接地スイッチ21a,21b、電流計28a,28b、電流制限抵抗26a,26bおよび短絡スイッチ27a,27bによって構成される。なお、漏れ電流測定装置1と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。
In this leakage
この構成では、CPU9aは、2つの短絡スイッチ27a,27bを切断状態に制御した状態において、2つの接地スイッチ21a,21bを片方ずつ接続状態に制御することで、二次巻線41bの各端部(供給電路24,25)を選択的に、対応する電流制限抵抗26a(または電流制限抵抗26b)を介在させた状態で内部接地G1に接続する。また、CPU9aは、電流制限抵抗26aを介在させた状態で供給電路24を内部接地G1に接続したときには、電流計28aから出力される電流データDiaに基づいて電流制限抵抗26aに流れる電流I31の電流値I3aを測定し、電流制限抵抗26bを介在させた状態で供給電路25を内部接地G1に接続したときには、電流計28bから出力される電流データDibに基づいて電流制限抵抗26bに流れる電流I32の電流値I3bを測定して、各電流値I3a,I3bをしきい値Ithと比較する。また、CPU9aは、この比較の結果、測定したいずれの電流値I3a,I3bについても予め規定されたしきい値Ith以下のときに、絶縁トランス41が極性切換回路31Aに接続されていると判別し、測定した電流値I3a,I3bの少なくとも一方がしきい値Ithを超えているときに、絶縁トランス41が極性切換回路31Aに接続されていないと判別する。
In this configuration, the
この構成により、漏れ電流測定装置1Aにおいても、絶縁トランス41の接続の有無を確実に判別して、出力部11に出力することができるため、被測定対象機器50に対する商用交流電圧V1の極性を切り替えつつ行う漏れ電流(患者測定電流I1)の測定処理を、漏電ブレーカによる商用交流ラインの遮断(商用交流電圧V1の供給の中断)を確実に回避して実行することができる。
With this configuration, even in the leakage
なお、漏れ電流の一例として患者測定電流I1を測定する漏れ電流測定装置1について上記したが、漏れ電流測定装置1における模擬回路4は、患者測定電流I1以外の漏れ電流、接地漏れ電流(被測定対象機器50の保護接地PEからインレット2の接地端子2cを経由して接地に流れる漏れ電流であって、アウトレット3の接地端子3cとインレット2の接地端子2cとの間に測定ネットワーク5を接続して、この測定ネットワーク5の両端間に発生する電圧の電圧値を測定することで測定する電流)を測定する漏れ電流測定装置に対しても適用できるのは勿論である。また、測定ネットワーク5を内部に備えた漏れ電流測定装置1,1Aについて説明したが、測定ネットワーク5は漏れ電流測定装置とは別体であってもよいのは勿論である。
Note that the leakage current measuring device 1 that measures the patient measurement current I1 as an example of the leakage current has been described above. However, the simulation circuit 4 in the leakage current measurement device 1 has a leakage current other than the patient measurement current I1, a ground leakage current (measured) A leakage current that flows from the protective ground PE of the
1,1A 漏れ電流測定装置
4 模擬回路
5 測定ネットワーク
6 電圧計
9 処理部
2a,2b 交流入力端子
3a,3b 交流出力端子
21 接地スイッチ
22,23 接断スイッチ
26 電流制限抵抗
27 短絡スイッチ
28 電流計
31,31A 極性切換回路
41 絶縁トランス
41a 一次巻線
41b 二次巻線
50 被測定対象機器
I3a,I3b 電流値
Ith しきい値
V1 商用交流電圧
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記極性切換回路は、前記商用交流電圧が一次巻線に入力される絶縁トランスの二次巻線の両端部に接続されて、当該二次巻線から出力される絶縁された前記商用交流電圧を入力して前記被測定対象機器に供給する一対の供給電路と、電流制限抵抗と、当該電流制限抵抗に対して直列に接続されて前記一対の供給電路のうちの任意の一方を当該電流制限抵抗を介して選択的に接地する接地スイッチと、前記電流制限抵抗に対して並列に接続されて当該電流制限抵抗を短絡可能に構成された短絡スイッチと、前記接地スイッチに流れる電流を検出する電流計とを備えて構成され、
前記処理部は、前記短絡スイッチが切断状態のときに前記接地スイッチに対する制御を実行することにより、前記一対の供給電路を片方ずつ前記電流制限抵抗を介して接地すると共に接地したときの前記電流の電流値を前記電流計で測定し、当該測定したいずれの電流値についても予め規定されたしきい値以下のときに、前記絶縁トランスが前記極性切換回路に接続されていると判別し、当該測定した電流値の少なくとも一方が前記しきい値を超えているときに、前記絶縁トランスが前記極性切換回路に接続されていないと判別するトランス接続検出処理を実行する漏れ電流測定装置。 Measure the voltage between both ends of a simulation circuit including a polarity switching circuit that switches the polarity of the input commercial AC voltage and supplies it to the device under measurement, and the measurement network that constitutes the leakage current path for the device under measurement. A voltmeter and a processing unit;
The polarity switching circuit is connected to both ends of a secondary winding of an insulating transformer in which the commercial AC voltage is input to the primary winding, and the insulated commercial AC voltage output from the secondary winding is supplied to the polarity switching circuit. A pair of supply circuits that are input and supplied to the device to be measured, a current limiting resistor, and an arbitrary one of the pair of supply circuits connected in series with the current limiting resistor. A grounding switch that is selectively grounded via the current limiting resistor, a shorting switch that is connected in parallel to the current limiting resistor and configured to be able to short-circuit the current limiting resistor, and an ammeter that detects a current flowing through the grounding switch And configured with
The processing unit performs control on the ground switch when the short-circuit switch is in a disconnected state, thereby grounding the pair of supply electric circuits one by one via the current limiting resistor and the current when the ground switch is grounded. The current value is measured with the ammeter, and when any of the measured current values is equal to or less than a predetermined threshold value, it is determined that the insulation transformer is connected to the polarity switching circuit. A leakage current measuring device that performs a transformer connection detection process for determining that the insulating transformer is not connected to the polarity switching circuit when at least one of the measured current values exceeds the threshold value.
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